(57)【要約】【課題】  複数の半導体素子を実装した基板の封止において、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い封止成型方法を提供する。【解決手段】  加熱した上金型１と下金型２において、下金型２にキャビティ３と予備キャビティ４が形成されており、予備キャビティ底部は圧力制御による上下可動機構５になっており、封止樹脂８が所定のレベルまで溶融し、基板１０が所定の温度まで加熱され、金型内の気圧が所定のレベルに達した段階で金型を完全に閉じることで基板に実装された半導体素子は封止樹脂中に浸漬されモールドされるとともにキャビティの少なくとも１箇所以上に設置した予備キャビティに余分な封止樹脂が流入する。その後、上下可動機構５を圧力制御により上昇させ、所定の成型圧力を封止樹脂にかけて成型する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型と上下可動機構を設けた１または複数の予備キャビティを備える下金型を用いて１または複数の半導体装置を実装した基板を樹脂封止する封止成型方法であって、
前記上金型と前記下金型を加熱する工程と、
前記下金型に設けられたキャビティに所要量以上の封止樹脂を供給する工程と、
前記半導体素子の搭載面が下金型の前記キャビティが設けられた面に対向するように前記基板を前記下金型に装着する工程と、
前記上金型と前記基板を装着した下金型を密着する工程と、
前記封止樹脂を溶融させ前記予備キャビティに所要量を超えた分の封止樹脂を流入させる工程と、
あらかじめ定められた所定の成型圧力を前記上下可動機構より前記封止樹脂に加圧する工程と
を有し、常に前記キャビティ内の封止樹脂量を一定にして基板を樹脂封止することを特徴とする封止成型方法。
【請求項２】
前記下金型に、前記基板を前記下金型から所定の高さに保持するための突出した可動ピンを備えることを特徴とする請求項１記載の封止成型方法。
【請求項３】
前記可動ピンの先端が、前記基板の位置決めができるとともに前記基板を前記下金型からある距離を持って保持するための段差を備えることを特徴とする請求項２記載の封止成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する際に、半導体素子を実装した基板と封止樹脂を上下金型でプレスする封止成型方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の封止成型方法について、図３を用いて説明する。
図３は従来の半導体装置の封止成型方法を説明するための断面図である。
近年、携帯電子機器を中心とした製品の小型化、低コスト化に伴い、半導体装置は薄型化、小型化、低コスト化が要求されている。
【０００３】
そのため、複数個の半導体素子をマトリクス状に実装した基板を一括で樹脂封止するものが多く、一括封止した製品は各半導体装置単位に分割して半導体装置単体を形成する。
モールド部の高さを薄くしても、樹脂封止時にＡｕワイヤ１１を変形することなく、一括して樹脂封止成型する方法として、半導体素子９を実装した基板１０を半導体素子９を下方向に向けた状態で装着固定した上金型１と下金型２を用い、下金型２に備えたキャビティに均一に加圧されて供給された封止樹脂８を加熱溶融して、上下両型を型締めすることにより樹脂封止成型する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２１６５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の封止成型方法では、以下のような課題がある。
下金型に備えたキャビティに供給された樹脂材料の量のばらつきがモールド部の高さやボイドの発生に大きく影響する。つまり、封止樹脂が多く供給された場合には、モールド部の高さが高くなり、少なく供給された場合には、樹脂へ圧力をかけにくくなるためにボイドが発生しやすくなるといった問題点がある。
【０００５】
本発明は、前記した従来の問題点を解消するために、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく、樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の封止成型方法は、上金型と上下可動機構を設けた１または複数の予備キャビティを備える下金型を用いて１または複数の半導体装置を実装した基板を樹脂封止する封止成型方法であって、前記上金型と前記下金型を加熱する工程と、前記下金型に設けられたキャビティに所要量以上の封止樹脂を供給する工程と、前記半導体素子の搭載面が下金型の前記キャビティが設けられた面に対向するように前記基板を前記下金型に装着する工程と、前記上金型と前記基板を装着した下金型を密着する工程と、前記封止樹脂を溶融させ前記予備キャビティに所要量を超えた分の封止樹脂を流入させる工程と、あらかじめ定められた所定の成型圧力を前記上下可動機構より前記封止樹脂に加圧する工程とを有し、常に前記キャビティ内の封止樹脂量を一定にして基板を樹脂封止することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の封止成型方法は、請求項１記載の封止成型方法において、前記下金型に、前記基板を前記下金型から所定の高さに保持するための突出した可動ピンを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の封止成型方法は、請求項２記載の封止成型方法において、前記可動ピンの先端が、前記基板の位置決めができるとともに前記基板を前記下金型からある距離を持って保持するための段差を備えることを特徴とする。
【０００９】
以上により、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の封止成型方法によれば、上下可動機構を備えた予備キャビティを設けた下金型と上金型を密封減圧した状態で、上下可動機構を用いて予備キャビティに流入した封止樹脂に所定の成型圧力を加えた状態で、キャビティ領域の封止樹脂を加圧成型することにより、封止樹脂量に誤差があったとしてもキャビティ領域の封止樹脂量は所定の量に保つことができるため、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができ、封止樹脂が多く供給されても予備キャビティに余分な封止樹脂が流入して完全に金型を閉じることが可能なため、樹脂厚寸法精度の高い半導体装置が実現できる。
【００１１】
また、基板を下金型から所定の高さに保持できるよう突出した可動ピン上に装着することにより、型締めまで基板を金型からの熱で自由に伸びる状態で保持して成型することができ、半導体装置内部の残留応力低減が可能なため、信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。
【００１２】
また、可動ピンの先端が、基板の位置決めができるとともに、基板を下金型からある距離を持って保持されるような段差を有することにより、下金型に対する基板の位置規制を精度よく行うことが可能になるため、モールド部のズレが少なく信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の封止成型方法は、まず、加熱した上下金型において、下金型に形成したキャビティ内にその体積に対して若干多めの封止樹脂を供給し、少なくとも１個以上の半導体素子を実装した基板を半導体素子搭載面が下向きになるように装着する。その後、金型外周部に形成した金型密封機構を作動できる距離まで上下金型を近づけ、金型内を密封して減圧する。金型内の気圧と封止樹脂の溶融状態が所定のレベルに達した後、上下金型を閉じることで上金型に基板が押され半導体素子を封止樹脂に浸しながら封止成型する。そして、この時に、キャビティに少なくとも１箇所以上設置した予備キャビティに余分な封止樹脂が流入する。そして、型締め後、予備キャビティ底面に設けられた圧力制御ができる上下可動機構を上昇させ所定の成型圧を保持した状態で硬化させるものである。
【００１４】
以下、本発明の封止成型方法における実施の形態について、図１，図２を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の封止成型方法における基板装着工程を説明するための工程断面図、図２は本発明の封止成型方法における樹脂封止工程を説明するための工程断面図である。
【００１５】
まず、図１（ａ）に示すように、上金型１と下金型２を加熱する（加熱装置は図示せず）。この下金型２には、キャビティ３と予備キャビティ４が形成されている。予備キャビティ４底部は圧力制御による上下可動機構５になっており、成型前は所定の位置に下げておく。また、下金型２には、基板を下金型２から所定の高さに保持できるように突出した可動ピン６も設置しており、下金型２周囲にはシール材７が設置されている。
【００１６】
次に、図１（ｂ）に示すように、キャビティ３内にキャビティ体積に対して若干多めの封止樹脂８を供給する。
次に、図１（ｃ）に示すように、少なくとも１個以上の半導体素子９を実装した基板１０を、半導体素子搭載面が下向きになるように下金型から所定の高さに保持できるよう突出した可動ピン６上に装着固定する。
【００１７】
次に、図２（ａ）に示すように、下金型２外周部に形成したシール材７で金型密封機構を作動できる距離まで上下金型を近づけ、金型内を密封し減圧する。
同時に、上金型１を基板１０に押し当てることにより基板１０を加熱する。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、封止樹脂８が所定のレベルまで溶融し、基板１０が所定の温度まで加熱され、金型内の気圧が所定のレベルに達した段階で金型を完全に閉じる。
【００１９】
その際、基板１０に実装された半導体素子３は封止樹脂中に浸漬されてモールドされるとともに、キャビティ３（封止樹脂８が封止された領域）の少なくとも１箇所以上に設置した予備キャビティ４に余分な封止樹脂８が流入する。
【００２０】
なお、可動ピン６はバネ等の弾性体で保持しているため上金型１の動きに連動して動く機構である。
次に、図２（ｃ）に示すように、予備キャビティ４の底部の上下可動機構５を圧力制御により上昇させ、封止樹脂に所定の成型圧力（６ＭＰａ〜１５ＭＰａ）をかけ、所定の時間（３０ｓｅｃ〜１２０ｓｅｃ）キュアする。
【００２１】
次に、図２（ｄ）に示すように、所定の時間のキュア後製品を金型から取り出す。
以上のように、上下可動機構を備えた予備キャビティを設けた下金型と上金型を密封減圧した状態で、上下可動機構を用いて予備キャビティに流入した封止樹脂に所定の成型圧力を加えて、キャビティ領域の封止樹脂を加圧成型することにより、封止樹脂量に誤差があったとしてもキャビティ領域の封止樹脂量は所定の量に保つことができるため、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。
【００２２】
また、基板を下金型から所定の高さに保持できるよう突出した可動ピン上に装着することにより、型締めまで基板を金型からの熱で自由に伸びる状態で保持して成型することができ、半導体装置内部の残留応力低減が可能なため、信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。
【００２３】
また、可動ピンの先端が、基板の位置決めができるとともに基板を下金型からある距離を持って保持されるような段差を有することにより、下金型に対する基板の位置規制を精度よく行うことが可能になるため、モールド部のズレが少なく信頼性の高い半導体装置の封止成型方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明にかかる封止成型方法は、金型内に供給される封止樹脂量の誤差に関係なく樹脂厚みが一定で信頼性が高い半導体装置の封止成型方法を提供することができ、半導体素子を実装した基板と封止樹脂を上下金型でプレスする封止成型方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の封止成型方法における基板装着工程を説明するための工程断面図
【図２】本発明の封止成型方法における樹脂封止工程を説明するための工程断面図
【図３】従来の半導体装置の封止成型方法を説明するための断面図
【符号の説明】
【００２６】
１    上金型
２    下金型
３    キャビティ
４    予備キャビティ
５    上下可動機構
６    可動ピン
７    シール材
８    封止樹脂
９    半導体素子
１０    基板
１１    Ａｕワイヤ
【図１】
2006245151.tif 000003
【図２】
2006245151.tif 000004
【図３】
2006245151.tif 000005